市域（郊）鐵路客流預(yù)測(cè)研究

摘要 市域（郊）鐵路是連接城市中心城區(qū)和周邊城鎮(zhèn)組團(tuán)及其城鎮(zhèn)組團(tuán)之間通勤化、快速度、大運(yùn)量的軌道交通系統(tǒng)，其特征處于城市軌道交通與國(guó)鐵之間，是目前我國(guó)公共交通發(fā)展重要領(lǐng)域之一。該文依托市域鐵路客流預(yù)測(cè)研究課題，通過分析蘇州城市發(fā)展形態(tài)、線網(wǎng)規(guī)劃，明確蘇虞張線的功能定位、客流類型及影響范圍；基于蘇州市域手機(jī)出行數(shù)據(jù)，采用四階段法，單獨(dú)分析蘇虞張三市間交流情況，以此對(duì)四階段模型予以約束，得出線路客流預(yù)測(cè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞 市域（郊）鐵路；客流；預(yù)測(cè)

中圖分類號(hào) U293 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）21-0030-03

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)化發(fā)展水平不斷提升，區(qū)域一體化發(fā)展形態(tài)凸顯，城市群、都市圈不斷形成，而市域?qū)哟蔚蔫F路運(yùn)輸在一體化綜合交通體系規(guī)劃中仍存在一定短板。市域（郊）鐵路是一體化發(fā)展范圍內(nèi)提供公交化、大運(yùn)量通勤客流服務(wù)的重要線路，其運(yùn)行里程、覆蓋范圍、客流特性均介于國(guó)鐵和地鐵之間，是區(qū)域軌道交通系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，也是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分?？土黝A(yù)測(cè)是市域（郊）鐵路開展線網(wǎng)布局規(guī)劃、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，但其預(yù)測(cè)方法仍處于探索階段，有待進(jìn)一步研究，形成成熟的預(yù)測(cè)方法。

參考較為成熟的地鐵和國(guó)鐵預(yù)測(cè)方法，地鐵客流預(yù)測(cè)通常采用傳統(tǒng)的“四階段法”，分出行生成、出行分布、方式劃分和交通分配四個(gè)階段；國(guó)鐵客流預(yù)測(cè)通常將國(guó)鐵客流分為轉(zhuǎn)移、趨勢(shì)、誘增三部分[1]，采用定性與定量相結(jié)合的方法。陸化普等[2]從城際軌道交通的特點(diǎn)出8d62df0ed0c640eb4e343ef7684a78b94e4877fe8ccdc3c2d49129a93ecc600e發(fā)，將城際軌道交通的客流分為城市內(nèi)部客流與城市間客流，并提出采用競(jìng)爭(zhēng)分配的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)；姚智勝等[3]將三次吸引法和客流轉(zhuǎn)移理論相結(jié)合，并結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)中距離分析思想確定客流轉(zhuǎn)移率，從而預(yù)測(cè)未來客流；王樹盛[4]提出可結(jié)合走廊理論和以Logit模型為代表的非集計(jì)模型采用基于效用矩陣的客流預(yù)測(cè)方法。

該文將依托蘇虞張市域（郊）鐵路客流預(yù)測(cè)研究課題，結(jié)合國(guó)鐵與地鐵客流預(yù)測(cè)方法，通過分析蘇州市域發(fā)展結(jié)構(gòu)、市域鐵路線網(wǎng)形態(tài)，以蘇虞張線為例探索研究市域（郊）鐵路客流預(yù)測(cè)，旨在為后續(xù)市域（郊）鐵路客流預(yù)測(cè)相關(guān)課題提供參考依據(jù)。

1 客流預(yù)測(cè)前準(zhǔn)備

蘇州市位于江蘇省南部，長(zhǎng)江三角洲中部，屬長(zhǎng)江三角洲沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。東臨上海，南靠浙江，西抱太湖，北依長(zhǎng)江，軌道交通將上海與昆山連為一體，地理位置十分優(yōu)越，是長(zhǎng)三角世界城市群重要中心城市，在長(zhǎng)江三角洲中具有重要的戰(zhàn)略地位。

蘇虞張線是長(zhǎng)三角都市圈鐵路網(wǎng)的重要組成，是主要服務(wù)張家港城區(qū)、常熟城區(qū)、蘇州主城區(qū)間的通勤、商務(wù)等客流，同時(shí)兼顧各組團(tuán)內(nèi)部日常出行客流的市域（郊）鐵路。據(jù)工程可行性階段研究，其線路總長(zhǎng)約90 km，設(shè)21個(gè)車站，自蘇州北站引出，經(jīng)相城區(qū)、常熟市、張家港市，終于張家港金港街道。

2 蘇虞張線客流預(yù)測(cè)

2.1 研究方法和預(yù)測(cè)思路

此次客流預(yù)測(cè)利用TransCAD，采用“四階段法”建立預(yù)測(cè)模型。

（1）預(yù)測(cè)范圍：將蘇州市域劃分為23個(gè)交通大區(qū)，1 462個(gè)交通小區(qū)，其中蘇州市區(qū)共劃分19個(gè)交通大區(qū)，1 026個(gè)交通小區(qū)。

（2）模型建立：在市域綜合交通出行調(diào)查的基礎(chǔ)上，建立市域出行需求預(yù)測(cè)模型，并進(jìn)行校核[5]。

（3）交通供給：建立各特征年國(guó)鐵干線及城際鐵路網(wǎng)、市域（郊）鐵路網(wǎng)、城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)、公交線網(wǎng)和道路網(wǎng)絡(luò)模型。

（4）出行生成：根據(jù)各特征年人口、就業(yè)崗位，預(yù)測(cè)上班、上學(xué)、公務(wù)、其他四類出行目的的出行發(fā)生、吸引量。

（5）出行分布：采用重力模型，預(yù)測(cè)上班、上學(xué)、公務(wù)、其他四類出行目的的全方式出行OD。

（6）方式劃分：根據(jù)出行方式劃分模型，預(yù)測(cè)公共交通出行OD。

（7）交通分配：根據(jù)公交分配模型，得到各特征年各線路客流數(shù)據(jù)。

（8）敏感性分析：對(duì)影響客流的主要參數(shù)進(jìn)行敏感性測(cè)試。

2.2 預(yù)測(cè)過程

（1）人口崗位預(yù)測(cè)。

根據(jù)蘇虞張沿線規(guī)劃，結(jié)合手機(jī)信令進(jìn)行綜合判斷預(yù)測(cè)，對(duì)常住人口、流動(dòng)人口及崗位分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)結(jié)果見表1。

（2）出行生成與分布。

以現(xiàn)狀居民出行調(diào)查為基礎(chǔ)，結(jié)合其他類似地區(qū)出行調(diào)查數(shù)據(jù)，測(cè)算市區(qū)常住人口初、近、遠(yuǎn)期日平均出行次數(shù)分別為2.42次、2.53次、2.55次，流動(dòng)人口初、近、遠(yuǎn)日平均出行次數(shù)均為3.00次，結(jié)合張家港、常熟、昆山、太倉(cāng)等板塊調(diào)查數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)常住人口初、近、遠(yuǎn)日平均出行次數(shù)分別2.38次、2.47次、2.48次，流動(dòng)人口初、近、遠(yuǎn)日平均出行次數(shù)均為3.00次。

（3）方式劃分。

在需求分析基礎(chǔ)上，將得出的公交類OD在綜合公交網(wǎng)（常規(guī)公交+軌道交通）上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)分配，預(yù)測(cè)得出軌道斷面客流量、各站點(diǎn)乘降量和平均運(yùn)距等。分配模型采用最優(yōu)策略法，分配過程中的阻抗為廣義出行費(fèi)用（公式如下）：

Ck=∑i?J[rj+VOT×（γxxj+γwwj）]+∑i?I[VOT×（γddi+γvti）]（1）

式中：Ck——路徑k的廣義費(fèi)用（元）；di——車輛路段i上的車站的停留時(shí)間（min）；i——路徑k所經(jīng)過的路段的標(biāo)識(shí)；I——路徑k所經(jīng)過路段的集合；j——路徑k所使用的公交線路的標(biāo)識(shí)；J——路徑k所使用的公交線路的集合；rj——乘坐公交線路j的費(fèi)用（元）；ti——路段i上的車內(nèi)時(shí)間（min）；VOT——時(shí)間價(jià)值（元/分鐘）；wj——乘坐公交線路j的等車時(shí)間（min）；xj——換乘公交線路j的懲罰時(shí)間（min）；γd——停留時(shí)間的權(quán)重；γv——車內(nèi)時(shí)間權(quán)重；γw——等車時(shí)間權(quán)重；γx——換乘時(shí)間權(quán)重。

（4）交通分配。

應(yīng)用公交分配模型，得到各特征年城市軌道和公交客流分配結(jié)果。預(yù)測(cè)初期、近期、遠(yuǎn)期各特征年城市軌道和公交客流分配結(jié)果，具體如表2。

2.3 通道客流分配

考慮蘇州、張家港、常熟三市之間客流特征的不同于傳統(tǒng)的城市出行，除去組團(tuán)內(nèi)的出行需求，跨組團(tuán)的出行需求占有較大比例，而傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法難以較為客觀地反映全部出行需求。因此此次預(yù)測(cè)結(jié)合現(xiàn)狀客流、區(qū)域人口及出行量的增長(zhǎng)的特征，對(duì)跨組團(tuán)間客運(yùn)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到全線預(yù)測(cè)客流量。

根據(jù)手機(jī)信令統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀站點(diǎn)沿線1 km范圍內(nèi)全方式出行總量71萬(wàn)人次/天（不包括各片區(qū)內(nèi)部交流），其中張家港—常熟雙向5.9萬(wàn)人次/天，張家港—蘇州0.65萬(wàn)人次/天，常熟—蘇州6.5萬(wàn)人次/天，其余為市域內(nèi)部交換量。在此基礎(chǔ)上對(duì)規(guī)劃年涉及的全線各站間的出行需求進(jìn)行總量控制，在規(guī)劃年區(qū)域OD上疊加跨組團(tuán)出行OD，從而得到最終規(guī)劃年OD，最終得到規(guī)劃年通道客流分配結(jié)果。

常熟—蘇州：遠(yuǎn)期通道總需求28.8萬(wàn)人次/日，公路17.2萬(wàn)人次/日，軌道交通11.6萬(wàn)人次/日，通蘇嘉甬0.9萬(wàn)人次/日，蘇虞張8.4萬(wàn)人次/日，如通蘇湖2.3萬(wàn)人次/日。

張家港—蘇州：遠(yuǎn)期通道總需求10.3萬(wàn)人次/日，公路5.3萬(wàn)人次/日，軌道交通5.0萬(wàn)人次/日，通蘇嘉甬1.1萬(wàn)人次/日，蘇虞張3.9萬(wàn)人次/日。

張家港—常熟：遠(yuǎn)期通道總需求18.7萬(wàn)人次/日，公路11.2萬(wàn)人次/日，軌道交通7.5萬(wàn)人次/日，通蘇嘉甬0.1萬(wàn)人次/日，蘇南沿江0.7萬(wàn)人次/日，滬通0.5萬(wàn)人次/日，蘇虞張6.2萬(wàn)人次/日。

3 客流預(yù)測(cè)結(jié)果及分析

3.1 客流總體指標(biāo)

預(yù)測(cè)結(jié)果表明：蘇虞張線初期全日客運(yùn)量為12.11萬(wàn)人次/日，初期至近期客流增長(zhǎng)較快，年均增長(zhǎng)率達(dá)到8.38%，近期全日客運(yùn)量為21.27萬(wàn)人次/日，遠(yuǎn)期客流增長(zhǎng)放緩，年均增長(zhǎng)率為2.23%，遠(yuǎn)期全日客運(yùn)量為29.61萬(wàn)人次/日；遠(yuǎn)期早高峰單向最大斷面客運(yùn)量為0.94萬(wàn)人次/小時(shí)；早高峰小時(shí)最大斷面均位于花溪—招商北路站。各特征年客流指標(biāo)如表3。

3.2 客流特征分析

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，遠(yuǎn)期張家港、常熟及蘇州市區(qū)各組團(tuán)內(nèi)部交流占比共為37.0%。其中張家港組團(tuán)內(nèi)部交流占比13.19%，金港片區(qū)、張家港城區(qū)、鹿苑片區(qū)間城郊與城區(qū)間交流量1.8萬(wàn)人次/日，占張家港內(nèi)部交流量46.2%；常熟組團(tuán)內(nèi)部的交流達(dá)14.03%，其中海虞片區(qū)、常熟城區(qū)、辛莊片區(qū)間城郊與城區(qū)間交流量1.5萬(wàn)人次/日，占常熟內(nèi)部交通流量的36.1%，該線是承擔(dān)張家港和常熟內(nèi)部城郊客流及各組團(tuán)內(nèi)部交流的重要線路。

跨區(qū)域間交流來看，三大組團(tuán)間交流占比為63.0%，其中常熟至市區(qū)跨區(qū)域的交流占比最大（27.94%），張家港至常熟、市區(qū)間的交流差異較?。ǚ謩e占20.07%、14.95%）。未來三市跨區(qū)域交流中仍呈現(xiàn)以公路出行為主的趨勢(shì)，隨著軌道交通的不斷發(fā)展，蘇虞張線作為三市溝通重要線路，在跨區(qū)域出行中承擔(dān)重要角色。

結(jié)合客流預(yù)測(cè)運(yùn)距分布來看（遠(yuǎn)期出行運(yùn)距分布見圖1），遠(yuǎn)期全日平均運(yùn)距為30.9 km，約占運(yùn)營(yíng)里程的34.2%，其中30 km以下出行客流約占57.5%，55 km以下出行客流占比98.0%，該線客流運(yùn)距分布集中在20～45 km之間，以鄰近組團(tuán)間跨區(qū)域出行為主。

4 結(jié)論與建議

隨著我國(guó)城市范圍的不斷擴(kuò)張，市域（郊）鐵路成為承擔(dān)跨圈出行需求的重要交通方式。蘇虞張線作為蘇州內(nèi)部軌道線網(wǎng)的重要組成部分，隨著軌道交通的不斷發(fā)展，在跨區(qū)域出行中承擔(dān)重要角色，其客流由組團(tuán)內(nèi)部及跨組團(tuán)客流組成。該文首先構(gòu)建了蘇州市域內(nèi)部的交通預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行客流初步預(yù)測(cè)，其次結(jié)合三市間出行特征，基于跨組團(tuán)出行的特征進(jìn)行校核，從而綜合預(yù)測(cè)得出全線客流，整體預(yù)測(cè)過程考慮較為全面、科學(xué)。

參考文獻(xiàn)

[1]任民.鐵路客運(yùn)專線運(yùn)量預(yù)測(cè)方法研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2008（5）：89-92+96.

[2]陸化普，王建偉，陳明.城際快速軌道交通客流預(yù)測(cè)方法研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2003（1）：41-45.

[3]姚智勝，董春嬌，熊志華.城際軌道交通轉(zhuǎn)移客流量預(yù)測(cè)方法研究[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2012（1）119-123.

[4]王樹盛.都市圈軌道交通客流預(yù)測(cè)理論及方法研究[D].南京：東南大學(xué)，2004.

[5]李福新.南京至揚(yáng)州城際通道系統(tǒng)方案研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2021（4）：160-163.